Para resolver el problema de la disipación de calor de alta densidad de flujo térmico y la uniformidad del reparto de múltiples fuentes térmicas, se diseñó un disipador térmico multi-escala que integra escalas de centímetros, milímetros y microcanales, y se estudió la uniformidad del reparto y la capacidad de disipación térmica del disipador. Este artículo utiliza el software de simulación de disipación térmica ANSYS Icepak para analizar el efecto de diferentes alturas y anchos de secciones transversales de canales rectangulares en la diferencial de presión del sistema y en la uniformidad del reparto bajo una cierta tasa de flujo de entrada. Se procesaron muestras del disipador multi-escala basadas en los parámetros geométricos óptimos de uniformidad de reparto obtenidos mediante análisis numérico, y se realizaron pruebas experimentales de rendimiento térmico y características del fluido junto con análisis de resultados. Además, se propuso un método simple y eficiente para probar la uniformidad del reparto de canales y se completó la caracterización cuantitativa y la validación experimental de la consistencia de la distribución del fluido. Los resultados muestran que con la misma estructura de disipador, cuando el flujo de alimentación baja al 83% del valor nominal, la diferencia máxima en la caída de presión es inferior al 3,5%, y cuando baja al 67%, es inferior al 5%, siendo la uniformidad del reparto positivamente correlacionada con el flujo de alimentación. En los disipadores enfriados por líquido, la transferencia por radiación es pequeña, y el fluido refrigerante circulante puede eliminar cerca del 90% del calor total del sistema. Cuando la densidad de flujo térmico de la fuente de calor es 33.2 W/cm², el aumento de temperatura en el punto de medición de la fuente en comparación con la temperatura del líquido de entrada es solo de 2.4 ℃, lo que indica una fuerte capacidad de intercambio térmico de los microcanales y una excelente eficiencia térmica del disipador multi-escala. Las conclusiones de la investigación y los datos experimentales pueden proporcionar referencias para el diseño de disipadores multi-escala.

multi-escala; disipador térmico; refrigeración líquida; microcanales; uniformidad del reparto